地震物理模型低波阻抗人工砂岩储层样品及其制备与应用制造技术

本发明专利技术公开了一种地震物理模型低波阻抗人工砂岩储层样品及其制备与应用。该制备方法包括：将不同粒度的石英砂颗粒混合；将空心玻璃微珠和混合石英砂颗粒混合得到混合粉末；在环氧树脂中加入固化剂得到胶结剂；将胶结剂与混合粉末混合得到混合物料；将混合物料装填入模具中，放在压力器上水平固定，调整垂直方向压强，固定放置进行初步固化；脱模，干燥，得到人工砂岩储层样品。本发明专利技术在传统的人工砂岩制作基础上，以石英砂为原料，加入一定含量的空心玻璃微珠，采用环氧树脂作为胶结剂，通过冷压法制作适用于物理模拟的砂岩储层样品。本发明专利技术制备工艺简单，稳定性好，能够在超声地震物理模拟过程中取得良好的效果。理模拟过程中取得良好的效果。理模拟过程中取得良好的效果。

【技术实现步骤摘要】
地震物理模型低波阻抗人工砂岩储层样品及其制备与应用


[0001]本专利技术属于油气勘探与开发
；具体涉及一种地震物理模型低波阻抗人工砂岩储层样品及其制备与应用。

技术介绍

[0002]AVO(Amplitude variation with offset，振幅随偏移距的变化)技术与地震、地质以及测井等信息相结合用以油气预测已经取得巨大成功。用于研究地震反射振幅随炮点与接收器之间的距离即炮检距(或入射角)的变化特征来探讨反射系数响应随炮检距(或入射角)的变化，进而确定反射界面上覆、下伏介质的岩性特征及物性参数。随着AVO技术的发展，特别是第二类、第三类AVO现象，为大型致密砂岩气田勘探中发挥了重要的作用，例如苏里格气田。一般地，储层与围岩的波阻抗接近，产生第二类AVO现象；储层小于围岩的波阻抗，产生第三类AVO现象。定量研究第二类、第三类AVO特征，开展地球物理模拟，能够进一步解释储层地震响应规律，对非常规油气田勘探开发具有重要的指导意义。
[0003]地震物理模拟是在实验室利用超声波模拟野外地震波，通过超声波换能器激发和接受信号，是研究地震波传播规律的有效手段，在实验室里制作符合实际地质构造或不同储层类型的物理模型，研究地震波在复杂构造及复杂储层中的运动学和动力学特征。物理模型制作工艺的限制，环氧类合成材料的可塑性高，波阻抗通常为(3.2-4.7)x106kg/m2s。模拟天然砂岩成分和结构的人工砂岩，具有特定的储层地震参数，用于研究其特定地震反射信号特征与其储集参数之间的关系。但是，传统的人工砂岩的速度为2800-3400m/s，密度为1.8-2.2g/cm3，波阻抗的变化范围是(5.04-7.48)x106kg/m2s，大于环氧类合成材料的波阻抗，因此第二类、第三类AVO现象的物理模型一直是地震物理模拟正演领域的难题。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，针对地震物理模型储层样品的问题，本专利技术提供一种地震物理模型低波阻抗人工砂岩储层样品及其制备与应用。
[0005]为了实现以上技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]本专利技术第一方面提供了一种地震物理模型低波阻抗人工砂岩储层样品的制备方法，包括以下步骤：
[0007]S1、将不同粒度的石英砂颗粒进行混合，得到混合石英砂颗粒；
[0008]S2、将空心玻璃微珠和混合石英砂颗粒进行混合，得到混合粉末；
[0009]S3、在环氧树脂中加入固化剂，得到胶结剂；
[0010]S4、将所述胶结剂和混合粉末进行混合，得到混合物料；
[0011]S5、将混合物料装填入模具中，放在压力器上水平固定，调整垂直方向压强至预定值，固定放置进行初步固化；
[0012]S6、将S5初步固化的样品进行脱模，干燥，得到所述地震物理模型低波阻抗人工砂岩储层样品。
[0013]根据本专利技术的具体实施方案，优选的，所述不同粒度的石英砂颗粒包括粒径分别为40-80目和150-250目的两种。
[0014]根据本专利技术的具体实施方案，优选的，所述不同粒度的石英砂颗粒包括质量比为(10-15):35的60目和200目的石英砂颗粒。经过研究，不同粒度的石英砂颗粒混合物，对样品的影响较大。如果粒度较大时，颗粒之间的孔隙较大，孔隙度较高(超过40％)，不符合砂岩储层的情况。如果粒度较小，饱水后样品过于松散，会有少量颗粒流出，影响实验效果。经过多次实验，得出以上2种石英砂粒度混合后，胶结效果较好，孔隙度适当。2种粒径的石英砂颗粒的混合质量比在(10-15):35范围效果更佳。
[0015]本专利技术的关键点是通过物理模拟，得到了符合实际储层类型的低波阻抗的人工岩心。现有技术中制备人工砂岩技术大多是选择符合实际地层矿物成分和粒径的石英砂进行胶结，模拟实际地层特征。但是制作所得砂岩储层样品的波阻抗较大，与实际地层波阻抗相差较远。
[0016]而本专利技术在人工砂岩制备中，使用了与实际砂岩储层矿物成分和粒径相符的石英砂的基础上，还加入了空心玻璃微珠；空心玻璃微珠密度小，声波速度低，可以有效降低砂岩的声波速度与密度，得到低波阻抗人工砂岩。
[0017]根据本专利技术的具体实施方案，所述空心玻璃微珠为经过特殊加工处理后的玻璃微珠。空心玻璃微珠是一种密度为0.08-0.11g/cm3的白色粉末状微粒，粒度在300-400目，均匀混合后，空心玻璃微珠主要和胶结剂粘在石英砂颗粒周围，降低了人工样品的密度和速度。随着空心玻璃微珠含量的提高，波阻抗也随之降低。当空心玻璃微珠含量过高后，样品的速度、饱和特性都发生改变，失去人工砂岩的特性。优选的，混合石英砂颗粒和空心玻璃微珠的质量比为(10-13):1较好。
[0018]根据本专利技术的具体实施方案，胶结剂种类和比例可以根据需要调整，对于低波阻抗人工样品，水玻璃的胶结效果较差，冷压法常用的环氧类胶结剂效果较好。本专利技术优选了环氧树脂和固化剂的种类为：环氧树脂E-51(即618型环氧树脂)和593型固化剂(即环氧树脂593固化剂)；更优选的，两者混合的质量比范围为(4-6):1时效果较好，在5：1时效果最佳。
[0019]根据本专利技术的具体实施方案，混合粉末与胶结剂的比例会影响样品的胶结效果。如果胶结物含量过高，会影响人工样品的孔隙特征，因此在保证样品饱水过程稳定的前提下，应当参考天然样品的胶结物含量，尽可能少的使用胶结剂。本专利技术优选的，混合粉末与胶结剂的质量比为(8-12)：1是效果较好，在10:1时效果最佳。
[0020]根据本专利技术的具体实施方案，冷压法人工砂岩制作工艺中，压制压力通常会影响样品的速度、密度等参数。优选的，S5中所述垂直方向压强的预设值为15MPa-25MPa时得到的样品能得到良好的效果。考虑到高压下设备成本和实验安全，本实施方案使用20MPa压强进行压制。压制时间在2-4h，压制完成后，在模具中固定放置18-24h，样品初步固化。初步固化成型的样品脱模后进一步于优选的35～45℃的恒温箱中加速固化，固化时间优选为36h-54h，彻底固化成型，即可制得本专利技术的人工砂岩储层样品。后续可根据需要进行打磨及修整外观。
[0021]优选地，S6中所述干燥的温度为35-45℃，温度过高，会影响胶结剂的性质，较低对实验固化时间影响不大，因此设定为35-45℃左右较好，在40℃效果最佳，固化放置时间为
36h-54h，使得人工砂岩可以彻底固化。
[0022]地震物理模型是地球物理正演的重要工具，结合实际勘探需要，制作不同特征的人工模型，模拟地下的储层特点。其中，第二类、第三类AVO响应的地震物理模型，需要低波阻抗的材料模拟人工砂岩储层。本专利技术在传统的人工砂岩制作基础上，以石英砂为原料，加入一定含量的空心玻璃微珠，采用环氧树脂作为胶结剂，通过冷压法制作适用于物理模拟的砂岩储层样品。该样品具备人工砂岩样品的特点，能够通过饱水和干燥处理研究不同饱和度的储层地震响应。同时，该样品干燥状态下的波阻抗为4.52x 106kg/m2·
s，能够满足第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地震物理模型低波阻抗人工砂岩储层样品的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将不同粒度的石英砂颗粒进行混合，得到混合石英砂颗粒；S2、将空心玻璃微珠和混合石英砂颗粒进行混合，得到混合粉末；S3、在环氧树脂中加入固化剂，得到胶结剂；S4、将所述胶结剂和混合粉末进行混合，得到混合物料；S5、将混合物料装填入模具中，放在压力器上水平固定，调整垂直方向压强至预定值，固定放置进行初步固化；S6、将S5初步固化后的样品进行脱模，干燥，得到所述地震物理模型低波阻抗人工砂岩储层样品。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述不同粒度的石英砂颗粒包括粒径分别为40-80目和150-250目的两种。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述不同粒度的石英砂颗粒包括质量比为(10-15):35的60目和200目两种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，S2中，混合石英砂颗粒与...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙夕平，狄帮让，李凌高，黄世琪，于永才，丁拼搏，李向阳，
申请(专利权)人：中国石油天然气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：